一、多线程的相关概念
1.进程：是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；计算机中正在运行的程序实例；可以分配给处理器并由处理器执行的一个实体；由单一顺序的执行显示，一个当前状态和一组相关的系统资源所描述的活动单元。
2.线程：线程是程序中一个单一的顺序控制流程。是程序执行流的最小单元。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序本身。
3.多线程：在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。
理解：其实更容易理解一点进程与线程的话，可以举这样一个例子：把进程理解成为一个运营着的公司，然而每一个公司员工就可以叫做一个线程。每个公司至少要有一个员工，员工越多，如果你的管理合理的话，公司的运营速度就会越好。这里官味一点话就是说。cpu大部分时间处于空闲时间，浪费了cpu资源，多线程可以让一个程序“同时”处理多个事情，提高效率。
（一）单线程问题演示
创建一个WinForm应用程序，这里出现的问题是，点击按钮后如果在弹出提示框之前，窗体是不能被拖动的。
private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { for (int i = 0; i < 10000000000; i++) { i += 1; } MessageBox.Show("出现后能拖动,提示没出现之前窗体不能被拖动"); }
原因：运行这个应用程序的时候，窗体应用程序自带一个叫做UI的线程，这个线程负责窗体界面的移动大小等。如果点击按钮则这个线程就去处理这个循环计算，而放弃了其它操作，故而窗体拖动无响应。这就是单线程带来的问题。
解决办法：使用多线程，我们自己创建线程。把计算代码放入我们自己写的线程中，UI线程就能继续做他的界面响应了。
（二）线程的创建
线程的实现：线程一定是要执行一段代码的，所以要产生一个线程，必须先为该线程写一个方法，这个方法中的代码，就是该线程中要执行的代码，然而启动线程时，是通过委托调用该方法的。线程启动是，调用传过来的委托，委托就会执行相应的方法，从而实现线程执行方法。
//创建线程 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { //ThreadStart是一个无参无返回值的委托。 ThreadStart ts = new ThreadStart(js); //初始化Thread的新实例，并通过构造方法将委托ts做为参数赋初始值。 Thread td = new Thread(ts); //需要引入System.Threading命名空间 //运行委托 td.Start(); } //创建的线程要执行的函数。 void js() { for (int i = 0; i < 1000000000; i++) { i += 1; } MessageBox.Show("提示出现前后窗体都能被拖动"); }
把这个计算写入自己写的线程中，就解决了单线程中的界面无反应缺陷。
小结：创建线程的4个步骤：
1.编写线程索要执行的方法。
2.引用System.Threading命名空。
3.实例化Thread类，并传入一个指向线程所要运行方法的委托。
4.调用Start()方法，将该线程标记为可以运行的状态，但具体执行时间由cpu决定。
（三）方法重入（多个线程执行一个方法）
由于线程可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。
所以多个线程同时执行一个方法的情况是存在的，然而这里不经过处理的话会出现一点问题，线程之间先后争抢资源，致使数据计算结果错乱。
//创建线程 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { //ThreadStart是一个无参无返回值的委托。 ThreadStart ts = new ThreadStart(js); //初始化Thread的新实例，并通过构造方法将委托ts做为参数赋初始值。 Thread td = new Thread(ts); //需要引入System.Threading命名空间 //运行委托 td.Start(); } //创建的线程要执行的函数。 void js() { for (int i = 0; i < 1000000000; i++) { i += 1; } MessageBox.Show("提示出现前后窗体都能被拖动"); }
出错现象：点击按钮后TextBox1中数据为2000+或2000，如果你看到的数据一直是2000说明你的计算机cpu比较牛X，这样的话你想看到不是2000的话，你可以多点击几次试试，真不行的话，代码中给TextBox1赋值为0，换做在界面中给textBox1数值默认值为0试试看。
出错原因：两个进程同时计算这个方法，不相干扰应该每个线程计算的结果都是2000的，但是这里的结果输出却让人以外，原因是第一个两个线程同时计算，并不是同时开始计算，而是根据cpu决定的哪个先开始，哪个后开始，虽然相差时间不多，但后开始的就会取用先开始计算过的数据计算，这样就会导致计算错乱。
解决办法：解决这个的一个简单办法解释给方法加锁，加锁的意思就是第一个线程取用过这个资源完毕后，第二个线程再来取用此资源。形成排队效果。
下面给方法加锁。
//多线程要重入的方法,这里加锁。 void js() { lock (this) { int a = Convert.ToInt32(textBox1.Text); for (int i = 0; i < 2000; i++) { a++; textBox1.Text = a.ToString(); } } }
给方法加过锁后，线程一前一后取用资源，就能避免不可预计的错乱结果，第一个线程计算为2000，第二个线程计算就是从2000开始，这里的结果就为4000。
小结：多线程可以同时运行，提高了cpu的效率，这里的同时并不是同时开始，同时结束，他们的开始是由cpu决定的，时间相差不大，但会有不可预计的计算错乱，这里要注意类似上面例子导致的方法重入问题。
（四）前台线程后台线程
.Net的公用语言运行时能区分两种不同类型的线程：前台线程和后台线程。这两者的区别就是：应用程序必须运行完所有的前台线程才可以退出；而对于后台线程，应用程序则可以不考虑其是否已经运行完毕而直接退出，所有的后台线程在应用程序退出时都会自动结束。
问题：关闭了窗口，消息框还能弹出。
private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { //开启一个线程，对js方法进行计算 ThreadStart ts2 = new ThreadStart(js); Thread td2 = new Thread(ts2); td2.Start(); } void js() { for (int i = 0; i < 2000000000; i++) //如果看不出效果这里的2后面多加0 { i++; } MessageBox.Show("关闭了窗口我还是要出来的！"); }
原因：.Net环境使用Thread建立线程，线程默认为前台线程。即线程属性IsBackground=false，而前台线程只要有一个在运行则应用程序不关闭，所以知道弹出消息框后应用程序才算关闭。
解决办法：在代码中设置td2.IsBackground=true;
（五）线程执行带参数的方法
//创建一个执行带参数方法的线程 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { //ParameterizedThreadStart这是一个参数类型为object的委托 ParameterizedThreadStart pts=new ParameterizedThreadStart(SayHello); Thread td2 = new Thread(pts); td2.Start("张三"); //参数值先入这里 } void SayHello(object name) { MessageBox.Show("你好，"+name.ToString()+"!"); }
（六）线程执行带多参数的方法
其实还是带一参数的方法，只不过是利用参数类型为object的好处，这里将类型传为list类型，貌似多参。
//创建一个执行带多个参数的方法线程 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { List<string> list = new List<string> { "张三", "李四", "王五" }; //ParameterizedThreadStart这是一个参数类型为object的委托 ParameterizedThreadStart pts=new ParameterizedThreadStart(SayHello); Thread td2 = new Thread(pts); td2.Start(list); //参数值先入这里 } void SayHello(object list) { List<string> lt = list as List<string>; for (int i = 0; i < lt.Count; i++) { MessageBox.Show("你好，" + lt[i].ToString() + "!"); } }
二、线程的重要属性
（一）确定多线程的结束时间，thread的IsAlive属性
在多个线程运行的背景下，了解线程什么时候结束，什么时候停止是很有必要的。
案例：老和尚念经计时，2本经书，2个和尚念，一人一本，不能撕破，最短时间念完，问老和尚们念完经书最短需要多长时间。
分析：首先在开始念经的时候给计时，记为A，最后在记下慢和尚念完经书时的时间，记为B。求B-A
代码：IsAlive属性:标识此线程已启动并且尚未正常终止或中止，则为 true，再念，没念完，努力中；否则为 false，念完啦，歇着。
//和尚1，和尚2 public Thread td1, td2; public void StarThread() { //开启一个线程执行Hello方法，即和尚1念菠萝菠萝蜜 ThreadStart ts = new ThreadStart(Hello); td1 = new Thread(ts); td1.Start(); } public void StarThread1() { //开启一个线程执行Welcome方法，即和尚2念大金刚经 ThreadStart ts = new ThreadStart(Welcome); td2 = new Thread(ts); td2.Start(); } public string sayh="", sayw=""; //菠萝菠萝蜜 public void Hello() { //念 sayh = "Hellow everyone ! "; } //大金刚经 public void Welcome() { //念 sayw = "Welcome to ShangHai ! "; //偷懒10秒 Thread.Sleep(10000); } protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e) { //记时开始，预备念 Response.Write("开始念的时间： "+DateTime.Now.ToString() + "</br>"); //和尚1就位 StarThread(); //和尚2就位 StarThread1(); int i = 0; while (i == 0) { //判断线程的IsAlive属性 //IsAlive标识此线程已启动并且尚未正常终止或中止，则为 true；否则为 false。 //如果两个都为false说明，线程结束终止 if (!td1.IsAlive && !td2.IsAlive) { i++; if (i == 1) { //念得内容，绕梁三尺。 Response.Write("我们年的内容： "+(sayh + " + " + sayw) + "</br>"); Response.Write("念完时的时间： "+DateTime.Now.ToString()); Response.End(); } } } }
（二）、线程优先级，thread的ThreadPriority属性
线程优先级区别于线程占有cpu时间的多少，当然优先级越高同等条件下占有的cpu时间越多。级别高的执行效率要高于级别低的。
优先级有5个级别：Lowest<BelowNormal<Normal<AboveNormal<Highest;默认为Normal。
案例：老和尚娶媳妇。佛祖说：你们3个和尚，清修刻苦，现特许你们娶媳妇啦，不过娶媳妇的只能是你们三个中间的一人。条件是我手中的经书谁能先念完，谁可以娶。
分析：和尚平时都很刻苦，各有特点，平时和尚1在lowest环境下念经，和尚2在normal环境下念经，和尚3在Highest环境下念经。
protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e) { Write(); } //i为和尚1念的页数 //j为和尚2念的页数 //k为和尚3念的页数 //c为经书总页数 int i=0,j=0,k=0,c=10000000; //和尚1念经 public void Jsi() { while (i <= c) { i+=1; } } //和尚2念经 public void Jsj() { while (j <= c) { j+=1; } } //和尚3念经 public void Jsk() { while (k <= c) { k+=1; } } public void Write() { //开启线程计算i ThreadStart sti = new ThreadStart(Jsi); Thread tdi = new Thread(sti); //设置线程优先级为Lowest。和尚1在Lowest环境下念经 tdi.Priority = ThreadPriority.Lowest; //开启线程计算j ThreadStart stj = new ThreadStart(Jsj); Thread tdj = new Thread(stj); //设置线程优先级为Normal。和尚2在Normal环境下念经 tdj.Priority = ThreadPriority.Normal; //开启线程计算k ThreadStart stk = new ThreadStart(Jsk); Thread tdk = new Thread(stk); //设置线程优先级为Highest。和尚3在Highest环境下念经 tdk.Priority = ThreadPriority.Highest; //开始 tdj.Start(); tdk.Start(); tdi.Start(); int s = 0; while (s==0) { if (k > c) { s++; Response.Write("比赛结束,结果如下：</br></br>"); Response.Write("和尚1在Lowest环境下念经:" + i + "页</br>和尚2在Normal环境下念经:" + j + "页</br>和尚3在Highest环境下念经:" + k + "页</br></br>"); Response.Write("佛祖又说：你念或者不念，苍老师，就在那里！"); Response.End(); } } } 复制代码
为啦方便期间，从这以后，我要用控制台程序演示，操控线程。
（三）线程通信之Monitor类
如果，你的线程A中运行锁内方法时候，需要去访问一个暂不可用资源B，可能在B上需耗费很长的等待时间，那么这时候你的线程A，将占用锁内资源，阻塞其它线程访问锁定内容，造成性能损失。你该怎么解决这样子的问题呢？这样，让A暂时放弃锁，停留在锁中的，允许其它线程访问锁，而等B资源可用时，通知A让他继续锁内的操作。是不是解决啦问题，这样就用到啦这段中的Monitor类，提供的几个方法：Wait(),Pulse(),PulseAll()，这几个方法只能在当前锁定中使用。
Wait():暂时中断运行锁定中线程操作，释放锁，时刻等待着通知复活。
Pulse()：通知等待该锁线程队列中的第一个线程，此锁可用。
PulseAll()：通知所有锁，此锁可用。
案例：嵩山少林和尚开会。主持人和尚主持会议会不停的上舞台讲话，方丈会出来宣布大会开始，弟子们开始讨论峨眉山怎么走。
分析：主持人一个线程，方丈一个线程，弟子们一个线程，主持人贯彻全场。
public class MutexSample { static void Main() { comm com = new comm(); com.dhThreads(); Console.ReadKey(); } } public class comm { //状态值：0时主持人和尚说，1时方丈说，2时弟子们说,3结束。 int sayFla; //主持人上台 int i = 0; public void zcrSay() { lock (this) { string sayStr; if (i == 0) { //让方丈说话 sayFla = 1; sayStr = Thread.CurrentThread.Name+"今晚，阳光明媚，多云转晴，方丈大师，程祥云而来，传扬峨眉一隅，情况如何，还请方丈闪亮登场。"; Console.WriteLine(sayStr); i++; //此时sayFla=1通知等待的方丈线程运行 Monitor.Pulse(this); //暂时锁定主持人，暂停到这里，释放this让其它线程访问 Monitor.Wait(this); } //被通知后，从上一个锁定开始运行到这里 if (i == 1) { //让弟子说话 sayFla = 2; sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "看方丈那幸福的表情，徜徉肆恣，愿走的跟他去吧。下面请弟子们各抒己见"; Console.WriteLine(sayStr); i++; //此时sayFla=12通知等待的弟子线程运行 Monitor.Pulse(this); //暂时锁定主持人，暂停到这里，释放this让其它线程访问 Monitor.Wait(this); } //被通知后，从上一个锁定开始运行到这里 if (i == 2) { sayFla = 3; sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "大会结束！方丈幸福！！苍老师你在哪里？！！放开那女孩 ..."; Console.WriteLine(sayStr); i++; Monitor.Wait(this); } } } //方丈上台 public void fzSay() { lock (this) { while (true) { if (sayFla != 1) { Monitor.Wait(this); } if (sayFla == 1) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "蓝蓝的天空，绿绿的湖水，我看见，咿呀呀呀，看见一老尼，咿呀呀，在水一方。愿意来的一起来，不愿来的苍老师给你们放寺里。。咿呀呀，我走啦。。。"); //交给主持人 sayFla = 0; //通知主持人线程，this可用 Monitor.Pulse(this); } } } } //弟子上台 public void dzSay() { lock (this) { while (true) { if (sayFla != 2) { Monitor.Wait(this); } if (sayFla == 2) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "果真如此的话，还是方丈大师自己去吧！！ 祝福啊 .... "); //交给主持人 sayFla = 0; Monitor.Pulse(this); } } } } public void dhThreads() { Thread zcrTd = new Thread(new ThreadStart(zcrSay)); Thread fzTd = new Thread(new ThreadStart(fzSay)); Thread dzTd = new Thread(new ThreadStart(dzSay)); zcrTd.Name = "主持人："; fzTd.Name = "方丈："; dzTd.Name = "弟子："; zcrTd.Start(); fzTd.Start(); dzTd.Start(); } }
（四）线程排队之Join
多线程，共享一个资源，先后操作资源。Join()方法，暂停当前线程，直到指定线程运行完毕，才唤醒当前线程。如果没有Join，多线程随机读取公用资源，没有先后次序。
案例：两个和尚念一本经书,老和尚年前半本书，小和尚念后半本书，小和尚调皮，非要先念，就给老和尚用迷魂药啦。。
分析：一本书6页，小和尚4-6，老和尚1-3，两个和尚，两个线程。
public class 连接线程Join { //小和尚 public static Thread litThread; //老和尚 public static Thread oldThread; //老和尚念经 static void oldRead() { //老和尚被小和尚下药 litThread.Join(); //暂停oldThread线程，开始litThread，直到litThread线程结束，oldThread才继续运行,如果不适用Join将小和尚一句，老和尚一句，随即没有规则的。 for (int i = 1; i <= 3; i++) { Console.WriteLine(i); } } //小和尚念经 static void litRead() { for (int i = 4; i <= 6; i++) { Console.WriteLine(i); } } static void Main(string[] args) { oldThread = new Thread(new ThreadStart(oldRead)); litThread = new Thread(new ThreadStart(litRead)); oldThread.Start(); // FristThread.Join(); //暂停oldThread线程，开始litThread，直到litThread线程结束，oldThread才继续运行 litThread.Start(); Console.ReadKey(); } }
（五）多线程互斥锁Mutex
互斥锁是一个同步的互斥对象，适用于，一个共享资源，同时只能有一个线程能够使用。
共享资源加互斥锁，需要两部走：1.WaitOne(),他将处于等待状态知道可以获取资源上的互斥锁，获取到后，阻塞主线程运行，直到释放互斥锁结束。2.ReleaseMutex（），释放互斥锁，是其它线程可以获取该互斥锁。
案例:和尚写日记。最近寺庙香火不旺，为啦节约用水，方丈发话两个和尚用一个本子写日记。
分析：好比多个线程写日志，同时只能有一个线程写入日志文件。
public class 多线程互斥锁Mutex { static void Main(string[] args) { IncThread ict = new IncThread("大和尚", 3); DecThread dct = new DecThread("小和尚", 3); Console.ReadKey(); } } class SharedRes { public static int count = 0; //初始化互斥锁，没被获取 public static Mutex mtx = new Mutex(); ////初始化互斥锁，被主调线程获取 //public static Mutex mtx = new Mutex(true); } class IncThread { int num; public Thread thrd; public IncThread(string name ,int n) { thrd = new Thread(new ThreadStart(this.run)); thrd.Name = name; num = n; thrd.Start(); } //写日记，过程 void run() { Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 等待互斥锁 。"); SharedRes.mtx.WaitOne(); Console.WriteLine(thrd.Name + " ，获得互斥锁 。"); do { Thread.Sleep(500); SharedRes.count++; Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比较强，这样写吧 :" + SharedRes.count); num--; }while(num>0); Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 释放互斥锁 。"); SharedRes.mtx.ReleaseMutex(); } } class DecThread { int num; public Thread thrd; public DecThread(string name, int n) { thrd = new Thread(new ThreadStart(this.run)); thrd.Name = name; num = n; thrd.Start(); } //写日记，过程 void run() { Console.WriteLine(thrd.Name + "， 等待互斥锁 。"); SharedRes.mtx.WaitOne(); Console.WriteLine(thrd.Name + " ，获得互斥锁 。"); do { Thread.Sleep(500); SharedRes.count--; Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比较衰，这样写吧 :" + SharedRes.count); num--; } while (num > 0); Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 释放互斥锁 。"); SharedRes.mtx.ReleaseMutex(); } }
（六）信号量semaphore
类似于互斥锁，只不过他可以指定多个线程来访问，共享资源。在初始化信号量的同时，指定多少个线程可以访问，假如允许2个线程访问，而却有3个线程等待访问，那么他将只允许2个访问，一旦已访问的2个线程中有一个访问完成释放信号量，那么没有访问的线程立马可以进入访问。
案例：和尚抓鸡，3个和尚抓鸡，只有两只鸡，那么鸡圈管理员只允许2个和尚先进，抓到说三句话放下，出来，让第三个和尚进去抓。
分析：三个线程，初始信号量允许2个线程访问。
public class 信号量semaphore { static void Main(string[] args) { MyThread td1 = new MyThread("降龙"); MyThread td2 = new MyThread("伏虎"); MyThread td3 = new MyThread("如来"); td1.td.Start(); td2.td.Start(); td3.td.Start(); Console.ReadKey(); } } public class MyThread { //初始化，新号量，允许2个线程访问，最大2也是2个。 public static Semaphore sem = new Semaphore(2,2); public Thread td; public MyThread(string name) { td = new Thread(new ThreadStart(this.Run)); td.Name = name; } //过程很美好 public void Run() { Console.WriteLine(td.Name+"，等待一个信号量。"); sem.WaitOne(); Console.WriteLine(td.Name+"，已经获得新号量。"); Thread.Sleep(500); //很有深意的三句话 char[] cr = { 'a','o','e'}; foreach (char v in cr) { Console.WriteLine(td.Name+",输出v: "+v); Thread.Sleep(300); } Console.WriteLine(td.Name+",释放新号量。"); sem.Release(); } }
